[发明专利]一种具有自温度补偿功能光栅及其制备方法

说明书

本发明提供了一种具有自温度补偿功能光栅及其制备方法，通过紫外曝光和飞秒刻写在光线基底材料分别刻写变栅距光栅和等栅距光栅，光栅刻写完成后镀金膜制备成具有自温度补偿功能光栅，该方法制备的光栅可以有效的抵抗因环境温度变化带来的干扰，弥补光栅缺少温度补偿的缺陷。

技术领域

本发明涉及光栅器件领域，具体涉及一种具有自温度补偿功能光栅及其制备方法。

背景技术

目前位移测量方面的传感器主要有电磁式位移传感器，无线电位移传感器，它们都可以实现对物体位移的测量，但各自都存在一定的局限性。

电磁式位移传感器：由于电磁参量的检测发展较为成熟，可将基于位移量对测量元件的长度、面积等物理属性的改变，通过电磁转化输出电信号。但该类传感器通常具有较低的固有频率，不易实现快速动态检测。

无线电位移传感器：利用回波定位、多普勒效应等原理研制，如现代测试技术中的雷达测距、GPS技术都属于这一类传感器。这类传感器适合于大型物体的大范围内定位传感，被广泛应用于人、物等的全球范围内的定位及汽车防碰撞系统中，但不适于较小位移量的检测。

发明内容

本发明为了解决现有技术中位移传感器检测效率不够高、灵敏度不都强、受温度和电磁干扰较大的缺点，提供了一种具有自温度补偿功能光栅的制备方法，该方法如下：

(1)取基底材料，纵向将所述基底材料平均分为两部分，变栅距区和等栅距区；

(2)采用紫外曝光方法在所述变栅距区的基底材料内部刻写变栅距光栅；

(3)采用飞秒激光技术在所述等栅距区的基底材料表面刻写等栅距光栅；

(4)完成刻写后在光栅表面涂覆金属膜；

进一步地，所述基底材料为熔融石英玻璃，硅片；

进一步地，所述紫外曝光方法的条件为利用波长为244nm的激光进行双束干涉曝光而成；

进一步地，所述飞秒激光技术的条件为利用波长为800nm的激光在光栅表面利用逐线法刻写；

进一步地，所述变栅距光栅栅区长度为5cm，宽度为0.5cm；

进一步地，所述等栅距光栅长度为5cm宽度为0.5cm；

进一步地所述涂覆金属膜为金膜，厚度为100nm。

本发明还提供了一种由上述制备方法制备的一种具有自温度补偿功能光栅。

与现有技术相比较，本发明具有以下有益之处：

本发明使用紫外曝光和飞秒激光刻写技术，在光纤基底材料上分别刻写了变栅距光栅和等栅距光栅，在刻写后的光栅材料上涂覆金膜。该制备方法操作简便，成本低，可以用于生产使用，通过该方法制备的光栅，可以有效的抵抗现有技术中在光栅应用过程中因环境中温度变化带来的干扰，同时克服光栅缺少温度补偿的缺点。

附图说明

图1为位移光栅工作原理图；

图2为实施例中带有温度补偿功能光栅的结构图

图3为实施例中飞秒刻写系统图；

图4为试验例中光斑位置变化的光谱图；

图5为试验例中温度补偿波长漂移图。

附图标记说明：

1-飞秒刻写等栅距光栅，2-光斑，3-光斑移动轨迹，4-紫外曝光变栅距光栅。

具体实施方式